混凝土新规范4~5

4 材料

4.1 混凝土

4.1.1混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强

度标准值系指按照标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体试件，在28d或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。

4.1.2素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土等级强度不应低于C25。

预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。

承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30。

f应按表4.1.3-1采用；轴心抗拉4.1.3 混凝土轴心抗压强度的标准值

ck

f应按表4.1.3-2采用。

强度标准值

tk

(N/mm)

表4.1.3-1混凝土轴心抗压强度标准值2

混凝土强度等级

强度

C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80

f10.0 13.4 16.7 20.1 23.4 26.8 29.6 32.4 35.5 38.5 41.5 44.5 47.4 50.2 ck

(N/mm)

表4.1.3-2混凝土轴心抗拉强度标准值2

混凝土强度等级

强度

C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80

f 1.27 1.54 1.78 2.01 2.20 2.39 2.51 2.64 2.74 2.85 2.93 2.99 3.05 3.11

tk

4.1.4 混凝土轴心抗压强度的设计值c f 应按表4.1.4-1采用；轴心抗拉强度的设计值t f 应按表4.1.4-2采用。

表4.1.4-1混凝土轴心抗压强度设计值2

(N/mm

)

强 度

混凝土强度等级

C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80

c f

7.2 9.6 11.9 14.3 16.7 19.1 21.1 23.1 25.3 27.5 29.7 31.8 33.8 35.9

表4.1.4-2混凝土轴心抗拉强度设计值2

(N/mm )

强 度

混凝土强度等级

C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80

t f

0.91 1.10 1.27 1.43 1.57 1.71 1.80 1.89 1.96 2.04 2.09 2.14 2.18 2.22

4.1.5 混凝土受压和受拉的弹性模量c E 宜按表4.1.5采用。 混凝土的剪切变形模量c G 可按相应弹性模量值的40%采用。 混凝土泊松比c υ可按0.2采用。

表4.1.5 混凝土的弹性模量4

2

(10N/mm )?

混凝土强度等级

C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80

c E

2.20 2.55 2.80

3.00 3.15 3.25 3.35 3.45 3.55 3.60 3.65 3.70 3.75 3.80

注：1 当有可靠试验依据时，弹性模量可根据实测数据确定；

2 当混凝土中掺有大量矿物掺合料时，弹性模量可按规定龄期根据实测数据确定。

4.1.6 混凝土轴心抗压疲劳强度设计值f

c f 、轴心抗拉疲劳强度设计值

f t f 应按表4.1.4-1、4.1.4-2中的强度设计值乘疲劳强度修正系数ργ确定。混凝土受压或受拉疲劳强度修正系数ργ应根据疲劳应力比值f

c ρ分别按表4.1.6-1、表4.1.6-2采用；当混凝土承受拉-压疲劳应力作用时，疲

劳强度修正系数ργ取0.60。

疲劳应力比f

c ρ值应按下列公式计算： f c,min f c

f c,max

σρσ=

（4.1.6）

式中：f f

c,min c,max

σσ、——构件疲劳验算时，截面同一纤维上混凝土的最小应力、最大应力。

表4.1.6-1 混凝土受压疲劳强度修正系数ργ

f c ρ f c 00.1ρ≤< f c 0.10.2ρ≤< f c 0.20.3ρ≤< f c 0.30.4ρ≤< f c 0.40.5ρ≤<

f c 0.5ρ≥

ργ

0.68 0.74 0.80 0.86 0.93 1.00

表4.1.6-2 混凝土受拉疲劳强度修正系数ργ

f

c

ρ

f

c 00.1ρ≤<

f c

0.10.2ρ≤<

f c

0.20.3ρ≤<

f c 0.30.4ρ≤<

f c 0.40.5

ρ≤<

ργ

0.63 0.66 0.69 0.72 0.74

f

c

ρ

f c 0.50.6

ρ≤< f c 0.60.7

ρ≤< f c 0.70.8

ρ≤< f c 0.8ρ≥

—

ργ

0.76

0.80

0.90

1.00 —

注：直接承受疲劳荷载的混凝土构件，当采用蒸汽养护时，养护温度不宜高于60C 。

4.1.7 混凝土疲劳变形模量f

c E 应按表4.1.7采用。

表4.1.7 混凝土的疲劳变形模量4

2(10

N/mm )?

4.1.8 当温度在0℃~100℃范围内时，混凝土的热工参数可按下列规定取值：

线膨胀系数c α：可采用5

110/C -?； 导热系数λ：10.6KJ /(m h C); 比热容c ：0.96KJ /(kg C)。

4.2 钢 筋

4.2.1 混凝土结构的钢筋应按下列规定选用：

1 纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋；

2 梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；

3 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋；

4 预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。 4.2.2 钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。

普通钢筋的屈服强度标准值yk f 、极限强度标准值stk f 应按表4.2.2-1采用；预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋的屈服强度标准值pyk f 、极限强度标准值ptk f 应按表4.2.2-2采用。

强度等级

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

f

c E

1.30 1.40 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.75 1.80 1.85 1.90

表4.2.2-1 普通钢筋强度标准值2

(N/mm)表4.2.2-2 预应力筋强度标准值2

(N/mm)

种类符号

公称直径

d（mm）屈服强度标

准值

pyk

f

极限强度标

准值

ptk

f

中强度预应

力钢丝

光面

螺旋肋

PM

φ

HM

φ

5、7、9

620 800

780 970

980 1270

预应力螺纹

钢筋螺纹T

φ

18、25、32、

40、50

785 980

930 1080

1080 1230

牌号符号

公称直径

d（mm）屈服强度标准值

yk

f

极限强度标准

值

stk

f

HPB300 φ6～22 300 420 HRB335

HRBF335

6～50 335 455

HRB400

HRBF400

RRB400

6～50 400 540 HRB500

HRBF500

6～50 500 630

消除应力钢

丝

光面

螺旋肋

P φ H φ

5 —

1570 — 1860 7 — 1570 9

— 1470 — 1570 钢绞线

1×3 （三股）

S φ

8.6、10.8、12.9 —

1570 — 1860 —

1960 1×7 （七股）

9.5、12.7、15.2、17.8 —

1720 — 1860 — 1960 21.6

—

1860

注：极限强度标准值为2

1960N/mm 的钢绞线作后张预应力配筋时，应有可靠的工程经验。

4.2.3 普通钢筋的抗拉强度设计值y f 、抗压强度设计值y 'f 应按表4.2.3-1采用；预应力筋的抗拉强度设计值py f 、抗压强度设计值py '

f 应

按表4.2.3-2采用。

当构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋应采用各自的强度设计值。横向钢筋的抗拉强度设计值yv f 应按表中y f 的数值采用；当用作受剪、受扭、受冲切承载力计算时，其数值大于2

360N/mm 时应取

2360N/mm 。

表4.2.3-1 普通钢筋强度设计值2

(N/mm

)

牌号 抗拉强度设计值

y f

抗压强度设计值

y

'

f

HPB300 270 270 HRB335、HRBF335 300 300 HRB400、HRBF400、RRB400

360 360 HRB500、HRBF500

435

410

表4.2.3-2预应力筋强度设计值2

(N/mm

)

种类

极限强度标准值

ptk f

抗拉强度设计值

py f

抗压强度设计值

py '

f

中强度预应力钢丝

800

510 410

970 650 1270 810 消除应力钢丝

1470

1040 410

1570 1110 1860 1320 钢绞线

1570

1110 390

1720 1220

1860 1320 1960 1390 预应力螺纹钢筋

980

650 410

1080 770 1230

900

注：当预应力的强度标准值不符合表4.2.3-2的规定时，其强度设计值应进行相应的比例换算。

4.2.4 普通钢筋和及预应力钢筋在最大力下的总伸长率gt δ不应小于表4.2.4规定的数值。

表4.2.4 普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率限值

钢筋品种

普通钢筋

预应力筋

HPB300

HRB335、HRBF335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500

RRB400

gt (%)δ

10.0 7.5

5.0 3.5

4.2.5 普通钢筋和预应力筋的弹性模量s E 应按表4.2.5采用。

表4.2.5 钢筋的弹性模量5

2(10

N/mm )?

注:必要时可采用实测的弹性模量。

4.2.6 普通钢筋和预应力筋的疲劳应力幅限值f y f ?和f

py f ?应根据钢筋

疲劳应力比值f f

s p ρρ、，分别按表4.2.6-1,、表4.2.6-2线性内插取值。

表4.2.6-1 普通钢筋疲劳应力幅限值2

(N/mm

)

疲劳应力比值f

s

ρ

疲劳应力幅限值f

y f ?

HRB335

HRB400 0 175 175 0.1 162 162 0.2 154 156 0.3 144 149 0.4 131 137 0.5 115 123 0.6 97 106 0.7 77 85 0.8 54 60 0.9

28

31

注：当纵向受拉钢筋采用闪光接触对焊连接时，其接头处的钢筋疲劳应力幅限值应按表中数值乘以

牌号或种类 弹性模量s E

HPB300钢筋

2.10

HRB335、HRB400、HRB500钢筋 HRBF335、HRBF400、HRBF500钢筋

RRB400钢筋 预应力螺纹钢筋

2.00

消除应力钢丝、中强度预应力钢丝

2.05 钢绞线

1.95

0.8取用。

表4.2.6-2 预应力筋疲劳应力幅限值2

(N/mm

)

疲劳应力比值f

s ρ

钢绞线

ptk 1570f =

消除应力钢丝

ptk 1570f =

0.7 144 240 0.8 118 168 0.9

70

88

注：1 当f

sv ρ不小于0.9时，可不作预应力筋疲劳验算；

2 当有充分依据时，可对表中规定的疲劳应力幅限值作适当调整。

普通钢筋疲劳应力比值f

sv ρ应按下列公式计算：

f s,min f

s f s,max

σρσ=

（4.2.6-1）

式中：f

f

s,min s,max σσ、 ——构件疲劳验算时，同一层钢筋的最小应力、最大应力。

预应力筋疲劳应力比值f

p ρ应按下列公式计算：

f

p,min

f p

f p,max

σρσ

=

（4.2.6-2）

式中：f

f

p,min p,max σσ、——构件疲劳验算时，同一层预应力筋的最小应力、最大应力。

4.2.7 构件中的钢筋可采用并筋的配置形式。直径28mm 及以下的钢筋并筋数量不应超过3根；直径32mm 的钢筋并筋数量宜为2根；直径36mm 及以上的钢筋不应采用并筋。并筋应按单根等效钢筋进行计算，等效钢筋的等效直径应按截面面积相等的原则换算确定。 4.2.8 当进行钢筋代换时，除应符合设计要求的构件承载力、最大力下

的总伸长率、裂缝宽度验算及抗震规定以外，尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、钢筋锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。

4.2.9 当构件中采用预制的钢筋焊接网片或钢筋骨架配筋时，应符合国家现行有关标准的规定。

4.2.10各种公称直径的普通钢筋、预应力筋的公称截面面积及理论重量应按本规范附录A采用。

5 结构分析

5.1 基本原则

5.1.1混凝土结构应进行整体作用效应分析，必要时尚应对结构中受力状况特殊部位进行更详细的分析。

5.1.2当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时，应分别进行结构分析，并确定其最不利的作用组合。

结构可能遭遇火灾、飓风、爆炸、撞击等偶然作用时，尚应按国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析。

5.1.3结构分析的模型应符合下列要求：

1结构所采用的计算简图、几何尺寸、计算参数、边界条件、结构材料性能指标以及构造措施等应符合实际工作状况；

2结构上可能的作用及其组合、初始应力和变形状况等，应符合结构的实际状况；

3结构分析中所采用的各种近似假定和简化，应有理论、试验依据或经工程实践验证；计算结果的精度应符合工程设计的要求。

5.1.4结构分析应符合下列要求：

1满足力学平衡条件；

2在不同程度上符合变形协调条件，包括节点和边界的约束条件；

3采用合理的材料本构关系或构件单元的受力-变形关系。

5.1.5结构分析时，应根据结构类型、材料性能和受力特点等选择下列分析方法：

1弹性分析方法；

2塑性内力重分布分析方法；

3弹塑性分析方法；

4塑性极限分析方法；

5试验分析方法。

5.1.6结构分析所采用的计算软件应经考核和验证，其技术条件应符合本规范和国家现行有关标准的要求。

应对分析结果进行判断和校核，在确定其合理、有效后方可应用于工程设计。

5.2 分析模型

5.2.1混凝土结构宜按空间体系进行结构整体分析，并宜考虑结构单元的弯曲、轴向、剪切和扭转等变形对结构内力的影响。

当进行简化分析时，应符合下列规定：

1体形规则的空间结构，可沿柱列或墙轴线分解为不同方向的平面结构分别进行分析，但应考虑平面结构的空间协同工作；

2构件的轴向、剪切和扭转变形对结构内力分析影响不大时，可不予考虑。

5.2.2混凝土结构的计算简图宜按下列方法确定：

1梁、柱、杆等一维构件的轴线宜取为截面几何中心的连线，墙、板等二维构件的中轴面宜取为截面中心线组成的平面或曲面；

2现浇结构和装配整体式结构的梁柱节点、柱与基础连接处等可作为刚接；非整体浇筑的次梁两端及板跨两端可近似作为铰接；

3梁、柱等杆件的计算跨度或计算高度可按其两端支撑长度的中心距或净距确定，并应根据支承节点的连接刚度或支承反力的位置加以修正；

4梁、柱等杆件间接接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时在计算模型中可作为刚域处理。

5.2.3进行结构整体分析时，对于现浇结构或装配整体式结构，可假定楼盖在其自身平面内为无限刚性。当楼盖开有较大洞口或其局部会产生

明显的平面内变形时，在结构分析中应考虑其影响。

5.2.4 对现浇楼盖和装配整体式楼盖，宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。梁受压区有效翼缘计算宽度f

'b 可按表5.2.4所列情况的

最小值取用；也可采用梁刚度增大系数法近似考虑，刚度增大系数应根据梁有效翼缘尺寸与梁截面尺寸的相对比例确定。

表5.2.4 受弯构件受压区有效翼缘计算宽度f '

b

情况

T 形、I 形截面

倒L 形截面

肋形梁（板）

独立梁

肋形梁（板） 1

按计算跨度0l 考

虑 0/3l 0/3l 0/6l

2

按梁（肋）净距

n s 考虑

n b s +

—

n /2b s +

3

按翼缘高度f

'

h 考虑

f 12'

b h +

b

f

5'b h +

注：1 表中b 为梁的腹板厚度；

2 肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距的横肋时，可不考虑表中情况3的规定；

3 加腋的T 形、I 形和倒L 形截面，当受压区加腋的高度h h 不小于f '

h 且加腋的长度h b 不大

于3h h 时，其翼缘计算宽度可按表中情况3的规定分别增加2h b （T 形、I 形截面）和h b （倒L 形截面）；

4 独立梁受压区的翼缘板在荷载作用下经验算沿纵肋方向可能产生裂缝时，其计算宽度应取

腹板宽度b 。

5.2.5 当地基与结构的相互作用对结构的内力和变形有显著影响时，结构分析中宜考虑地基与结构相互作用的影响。

5.3 弹性分析

5.3.1 结构的弹性分析方法可用于正常使用极限状态和承载能力极限

状态作用效应的分析。

5.3.2 结构构件的刚度可按下列原则确定：

1混凝土的弹性模量可按本规范表4.1.5采用；

2截面惯性矩可按匀质的混凝土全截面计算；

3端部加腋的杆件，应考虑其截面变化对结构分析的影响；

4不同受力状态下构件的截面刚度，宜考虑混凝土开裂、徐变等因素的影响予以折减。

5.3.3混凝土结构弹性分析宜采用结构力学或弹性力学等分析方法。体形规则的结构，可根据作用的种类和特性，采用适当的简化分析方法。

5.3.4当结构的二阶效应可能使作用效应显著增大时，在结构分析中应考虑二阶效应的不利影响。

混凝土结构的重力二阶效应可采用有限元分析方法计算，也可采用本规范附录B的简化方法。当采用有限元分析方法时，宜考虑混凝土构件开裂对构件刚度的影响。

5.3.5当边界支承位移对双向板的内力及变形有较大影响时，在分析中宜考虑边界支承竖向变形及扭转等的影响。

5.4塑性内力重分布分析

5.4.1混凝土连续梁和连续单向板，可采用塑性内力重分布方法进行分析。

重力荷载作用下的框架、框架-剪力墙结构中的现浇梁以及双向板等，经弹性分析求得内力后，可对支座或节点弯矩进行适当调幅，并确定相应的跨中弯矩。

5.4.2 按考虑塑性内力重分布分析方法设计的结构和构件，应选用符合本规范第4.2.4条规定的钢筋，并应满足正常使用极限状态要求且采取有效的构造措施。

对于直接承受动力荷载的构件，以及要求不出现裂缝或处于三a、

三b类环境情况下的结构，不应采用考虑塑性内力重分布的分析方法。

5.4.3 钢筋混凝土梁支座或节点边缘截面的负弯矩调幅幅度不宜大于25%；弯矩调整后的梁端截面相对受压区高度不应超过0.35，且不宜小于0.10。

钢筋混凝土板的负弯矩调幅幅度不宜大于20%。

预应力混凝土梁的弯矩调幅幅度应符合本规范第10.1.8条的规定。

5.4.4对属于协调扭转的混凝土结构构件，受相邻构件约束的支承梁的扭矩宜考虑内力重分布的影响。

考虑内力重分布后的支承梁，应按弯剪扭构件进行承载力计算。

注：当有充分依据时，也可采用其他设计方法。

5.5弹塑性分析

5.5.1重要或受力复杂的结构，宜采用弹塑性分析方法对结构整体或局部进行验算。结构的弹塑性分析宜遵循下列原则：

1应预先设定结构的形状、尺寸、边界条件、材料性能和配筋等；

2材料的性能指标宜取平均值，并宜通过试验分析确定，也可按本规范附录C的规定确定；

3宜考虑结构几何非线性的不利影响；

4分析结果用于承载力设计时，宜考虑抗力模型不定性系数对结构的抗力进行适当调整。

5.5.2混凝土结构的弹塑性分析，可根据实际情况采用静力或动力分析方法。结构的基本构件计算模型宜按下列原则确定：

1梁、柱、杆等杆系构件可简化为一维单元，宜采用纤维束模型或塑性铰模型；

2墙、板等构件可简化为二维单元，宜采用膜单元、板单元或壳单元；

3复杂的混凝土结构、大体积混凝土结构、结构的节点或局部区

域需作精细分析时，宜采用三维块体单元。

5.5.3 构件、截面或各种计算单元的受力-变形本构关系宜符合实际受力情况。某些变形较大的构件或节点进行局部精细分析时，宜考虑钢筋与混凝土间的粘结-滑移本构关系。

钢筋、混凝土材料的本构关系宜通过试验分析确定，也可按本规范附录C采用。

5.6 塑性极限分析

5.6.1对不承受多次重复荷载作用的混凝土结构，当有足够的塑性变形能力时，可采用塑性极限理论的分析方法进行结构的承载力计算，同时应满足正常使用的要求。

5.6.2 整体结构的塑性极限分析计算应符合下列规定：

1对可预测结构破坏机制的情况，结构的极限承载力可根据设定的结构塑性屈服机制，采用塑性极限理论进行分析；

2对难于预测结构破坏机制的情况，结构的极限承载力可采用静力或动力弹塑性分析方法确定；

3对直接承受偶然作用的结构构件或部位，应根据偶然作用的动力特征考虑其动力效应的影响。

5.6.3承受均布荷载的周边支承的双向矩形板，可采用塑性铰线法或条带法等塑性极限分析方法进行承载能力极限状态的分析与设计。

5.7间接作用分析

5.7.1当混凝土的收缩、徐变以及温度变化等间接作用在结构中产生的作用效应可能危及结构的安全或正常使用时，宜进行间接作用效应的分析，并应采取相应的构造措施和施工措施。

5.7.2混凝土结构进行间接作用效应的分析，可采用本规范第5.5节的弹塑性分析方法；也可考虑裂缝和徐变对构件刚度的影响，按弹性方法

进行近似分析。